Geri Dön

Polimer esaslı fonksiyonel nanokompozit malzemelerin üretimi

Production of polymer based functional nanocomposite materials

PDF İndir

  1. Tez No: 766130
  2. Yazar: KEVSER ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Click kimyası, Elektroeğirme, Nanolifler, Click chemistry, Electrospinning, Nanofibers
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yalova Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Malzemeler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

Nanokompozitler, yüksek yüzey-hacim oranına sahip malzemeler olduklarından malzemenin saf haline göre daha iyi mekanik, termal, optik, kimyasal ve fiziksel özellikler göstermektedirler. Yeni nesil nanokompozit malzemelerden biri haline gelmiş olan nanolifler, küçük boyutları sayesinde daha yüksek yüzey alanı/hacim oranı, düşük yoğunluk, düşük özgül ağırlık, yüksek gözeneklilik, küçük gözenek boyutu, yüksek biyo-uyumluluk, mukavemet, pürüzsüz yapısı ve kaplama özelliklerine sahiptirler. Elektro-eğirme tekniği, son zamanlarda nanolif üretiminde en sık kullanılan yöntemdir ve bu yöntemle üretilen lifler klasik yöntemle üretilen liflerden yüz kez daha küçük yarıçapta olabilmektedir. Click kimyası yüksek verim alınabilen, birçok fonksiyonel grupla uyumlu olan, yüksek seçicilik ile gerçekleşen, fonksiyonel grup çeşitliliğine olanak sağlayan, kısa reaksiyon sürelerine sahip olan, kullanılan çözücülere karşı hassas olmayan, kromatografik yöntemler kullanılmadan ayrılabilen, zararsız ve ihmal edilebilir derecede düşük konsantrasyonda yan ürünler oluşturan reaksiyonlar topluluğu olarak bilinmektedir. Bu çalışmada, elektroeğirme tekniğinin click kimyası ile aynı zamanda uygulanması sağlanarak poli(vinil klorür) (PVC) esaslı fonksiyonel nanoliflerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Elektriksel ortamda bakır (I) katalizli azid-alkin siklokatılma click kimyasının (CuAAC) gerçekleştirilebildiği Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve proton nükleer manyetik spektroskopisi (1H-NMR) yöntemleriyle ispatlanmıştır. CuAAC click reaksiyonlarının etkinliği, PVC'nin azid bandındaki azalma takip edilerek FT-IR spektroskopisi ile izlenmiştir. En iyi CuAAC click verimi, optimize edilmiş koşulda (6:2:0,01= azid-fonksiyonlu PVC: fenil asetilen: bakır(II) sülfat pentahidrat, 35 kV voltaj, negatif yüklü kolektör ve 0,1 mm/saat besleme hızı) %70 olarak bulunmuştur. Ek olarak, 1H-NMR spektroskopisi, PVC-N3 ve fenil asetilenin click ürününün kimyasal yapısını doğrulamıştır ve CuAAC click verimi %69,2 olarak hesaplanmıştır. PVC-N3'ün yerinde fonksiyonladırılması sonucu elde edilen nanolifin, diferansiyel tarama kalorimetresi ile termal özellikleri incelendiğinde fenil asetilen fonksiyonlu nanolifin daha yüksek camsı geçiş sıcaklığına sahip (86,1 oC) olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen liflerin nanoboyutta olduğu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gösterilmiştir. Nanoliflerin çapları SEM ile incelenmiştir ve nanolif çapları 20-400 nm arasında bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Since nanocomposites are materials with a high surface-to-volume ratio, they show better mechanical, thermal, optical, chemical and physical properties compared to the pure form of the material. Nanofibers, which have become one of the new generation nanocomposite materials, have higher surface area/volume ratio, low density, low specific gravity, high porosity, small pore size, high biocompatibility, strength, smooth structure and coating properties thanks to their small size. Electrospinning technique is the most frequently used method in nanofiber production recently and the fibers produced by this method can be a hundred times smaller radius than the fibers produced by the classical method. Click chemistry is known as a set of reactions that are highly efficient, compatible with many functional groups, perform with high selectivity, allow functional group diversity, have short reaction times, are not sensitive to the solvents used, can be separated without using chromatographic methods, are harmless, and forms by-products in negligible low concentrations. In this study, in-situ preparation and functionalization of poly(vinyl chloride) (PVC) nanofiber was investigated by combination of copper(I)-catalyzed azide alkyne cycloaddition (CuAAC) click chemistry and electrospinning methods. The succesful production of functional PVC nanofibers has been confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and proton nuclear magnetic spectroscopy (1H-NMR) methods. The efficiency of CuAAC click reactions was monitored by FT-IR spectroscopy through the decrease on the azide band of PVC. The best CuAAC click efficiency was found as 70% with optimized condition (6:2:0,01= azide-functional PVC: phenylacetylene: copper(II) sulfate pentahydrate, 35 kV voltage, negatively charged collector and 0,1 mm/h feeding speed). In addition, 1H-NMR spectroscopy confirmed the chemical structure of clicked product of PVC-N3 and phenylacetylene and the CuAAC click efficiency was calculated as 69,2%. The in-situ functionalization of PVC-N3 led to obtain improved thermal properties of the clicked product (86.1 oC) based on differential scanning calorimeter (DSC). The obtained fibers are in nanoscale that proved by scanning electron microscopy (SEM). The diameters of nanofibers were investigated by SEM and nanofiber diameters were found between 20-400 nm.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    425773

    Poss esaslı nanokompozitlerin foto-'click' tepkimesiyle hazırlanması ve endüstriyel uygulamaları

    Preparation of poss-based nanocomposites by photoinduced CuAAC click reaction and their industrial application

    İREM ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN

  2. Tez No

    523248

    Elektro-eğirme yöntemiyle üretilen çok fonksiyonlu yara örtüsü tasarımı

    The design of multifunctional wound dressing produced by electrospinning method

    HAMED GHORBANPOOR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MACİD NURBAŞ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN AVCI

  3. Tez No

    436607

    Yenilenebilir kaynaklar kullanılarak nanoselülozik elyaf/epoksi nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of nanofibrillated cellulose/epoxy based nanocomposites from renewable sources

    AYSUN EKİNCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. GÜLAY BAYRAMOĞLU

  4. Tez No

    442780

    Nanopartikül takviyeli geri dönüşüm PET (rPET) polimeri esaslı cips ve lif formuna sahip nanokompozit üretimi ve karakterizasyonu

    Production of nanocomposites with the form of chips and fiber from nanoparticle-reinforced recycling PET (rPET) polymers and analysis of their properties

    HANDAN KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DEMET YILMAZ

  5. Tez No

    467233

    Preparation and characterization of nanocomposite foams based on polysulfone and graphene nanoparticles

    Polisülfon ve grafen nanoplaka içeren nanokompozit köpüklerin üretimi ve karakterizasyonu

    MUSTAFA KEREM YÜCETÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN

Geri Dön